[发明专利]一种石墨烯抗菌熔喷布的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯抗菌熔喷布的制备方法及其应用，所述制备方法包括以下制备步骤：改性聚丙烯树脂的制备，取料以及称重，混料，熔融挤出，过滤，纺丝，熔喷纤维成布以及裁剪、包装并封存；所述石墨烯抗菌熔喷布应用在医用外科口罩的加工制备领域。本发明制备工艺流程科学简单，可以在工业上广泛推广进行生产，喷熔布中除了添加了抗菌性比较强的二维碳纳米材料，还添加有钛白粉、氧化锌等杀菌物质，对材料的杀菌作用起到进一步的增强作用；利用其制备的口罩使用时间大大延长，新型石墨烯口罩的有效使用时间超过48小时，是传统口罩的使用时间的10倍以上，并且新型石墨烯抗菌口罩在连续佩戴48小时后的过滤效能仅降低4％。

技术领域

本发明涉及熔喷布技术领域，尤其是一种石墨烯抗菌熔喷布的制备方法及其应用。

背景技术

石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维多功能纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在航空航天、能源、生物医药等领域具有重要的应用前景，被科学家公认为下一代革命性、战略性材料，石墨烯及其衍生物具有优异的广谱抗菌抗病毒能力、较好的生物相容性、制备工艺简单等优点。

喷熔布是构成普通口罩的关键过滤层，石墨烯抗菌熔喷布是创新应用了石墨烯聚丙烯熔喷布材料而形成的新型防护口罩，相比普通的口罩，石墨烯抗菌喷熔布口罩的抗菌性能更强，石墨烯作为二维碳纳米材料，能在熔喷布上形成了天然的纳米刀，在自然呼吸的作用下，破坏细菌的细胞壁，起到良好的杀菌作用，石墨烯材料还具有大的比表面积和疏水性，可以有效地通过接触或者插入的方式结合细菌表面的磷脂分子，从而破坏其细胞膜结构，同时，石墨烯材料会通过包裹的方式将细菌同周围介质隔离，进一步起到抑菌作用。传统口罩为双向透气口罩，传统口罩的有效使用时效为4小时，4小时后过滤功能会明显降低，而本发明提供一种石墨烯抗菌熔喷布的制备方法制备出的喷熔布能够应用制备新型石墨烯抗菌口罩，制备出的口罩的使用时间大大延长，新型石墨烯口罩的有效使用时间超过48小时，是传统口罩的使用时间的10倍以上，并且新型石墨烯抗菌口罩在连续佩戴48小时后的过滤效能仅降低4％。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，为了提高传统口罩的透气性，提高口罩的过滤效率以及抗菌性能，以及使口罩的有效使用时长增长，本发明提供一种石墨烯抗菌熔喷布的制备方法及其应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯抗菌熔喷布的制备方法，所述石墨烯抗菌喷布的制备方法包括以下制备步骤：

步骤一，改性聚丙烯树脂的制备：首先将二氧化硅置于真空干燥箱内在125～135℃下真空干燥8～10h，称取10g纳米二氧化硅加入到500mL三口烧瓶中，再加入250～300mL甲苯，使用磁力搅拌器将其搅拌均匀；然后称取二氧化硅质量的5～6％的KH560偶联剂加入到洁净干燥的三颈烧瓶中，使用超声波混合器振荡分散15～20min，将混合溶液置于水浴回流反应装置中，在100℃条件下反应2.0～2.5h，使用无水乙醇清洗抽滤干净，烘干待用；最后分别将充分干燥的改性和未改性的纳米二氧化硅以1:1的摩尔比进行混合，得到混合纳米二氧化硅，之后将混合纳米二氧化硅与聚丙烯切片混合均匀，之后将其置入双螺杆共混挤出机中，调节挤出机的参数，卷绕切粒，得到改性聚丙烯树脂粒料；

步骤二，取料以及称重：所述石墨烯抗菌喷熔布由以下重量份数的原料制备而成：上述步骤一所得改性聚丙烯树脂50～60份、聚对苯二甲酸乙二酯18～30份、聚对苯二甲酸乙二酯25～35份、钛白粉15～18份、石墨烯材料6～15份、氧化锌3～6份、分散剂2～3份、稳定剂1～3份、助剂1～2份，按照上述质量份数依次进行称重，备用；

步骤三，混料：将步骤二中的原料依次加入到混和搅拌机中进行搅拌混合，搅拌混合温度为40～60℃，搅拌时间30～40min；

步骤四，熔融挤出：将步骤三中所混合完成的混料定量喂入到螺杆挤出机中，加热形成熔融体；